1、第一章测评(时间:60分钟,满分:100分)一、选择题(共20小题,每小题2.5分,共50分)1.下列有关基因工程和酶的相关叙述,正确的是()A.同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒,因此不具备专一性B.载体的化学本质与载体蛋白相同C.限制性核酸内切酶不能切割烟草花叶病毒的核酸D.DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键解析:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的切割位点上切割DNA分子,因此具有专一性;载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等,成分不单一,载体蛋白的本质是蛋白质;烟草花叶病毒的核酸为RNA,而限制性核酸内切酶不能切割RNA;DNA连接酶可催化具有互补黏性末端或平口末
2、端的DNA片段间磷酸二酯键的形成。答案:C2.下列判断抗虫基因是否成功转入棉花基因组的方法,不属于分子检测的是()A.通过观察害虫吃棉花叶是否死亡B.检测目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带C.检测目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带D.检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带解析:通过观察害虫吃棉花叶是否死亡判断抗虫基因是否成功转入棉花基因组,属于个体水平的检测。答案:A3.下列哪项与基因工程无关?()A.培养利用“工程菌”生产胰岛素B.基因治疗C.蛋白质工程D.杂交育种解析:杂交育种的原理是基因重组,即通过杂交将生物体的优良性状集中在一个个体上,与基因工程无关。
3、答案:D4.利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是()A.棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列D.酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白解析:只有在受体细胞中检测到由目的基因控制合成的蛋白质,才能说明目的基因完成表达。答案:D5.以下蛋白质工程中目前已成功的是()A.对胰岛素进行改造,生产速效型药品B.蛋白质工程应用于微电子方面C.体外耐保存的干扰素D.用蛋白质工程生产高赖氨酸玉米解析:B、C、D目前尚未实现,只是蛋白质工程的发展前景,有待于进一步研
4、究和设计。答案:A6.下列关于基因工程及其产品的说法,不正确的是()A.基因工程的一项关键技术是构建基因表达载体B.基因工程的优势是可定向地改造生物遗传性状C.消费者对转基因产品应该有选择权D.基因工程中产生的可遗传变异属于染色体变异解析:基因工程具有定向地改造生物遗传性状的优点,关键技术是构建基因表达载体,消费者对转基因产品应该有知情权、选择权。基因工程中产生的可遗传变异属于基因重组。答案:D7.下列关于生物武器的叙述,不正确的是()A.生物武器造价昂贵,但是具有大规模的杀伤性B.生物武器是致病微生物、病毒、生化毒剂,以及经过基因重组的致病菌等的总称C.生物武器可以直接或者通过食物、生活必需
5、品等散布D.生物武器一旦使用,将对军队和平民造成大规模的杀伤后果解析:生物武器包括病菌、病毒、生化毒剂,以及经过基因重组的致病菌等;与常规武器、核武器和化学武器相比,生物武器成本低廉、容易获得;这些病原菌直接或者通过食物、生活必需品等散布,会对军队和平民造成大规模的杀伤后果。答案:A8.下列基因工程操作步骤中,不发生碱基互补配对的是()A.以mRNA为模板人工合成目的基因B.目的基因与质粒结合C.重组DNA分子导入受体细胞D.目的基因的表达解析:以mRNA为模板合成目的基因时,mRNA上的碱基与合成的目的基因单链上的碱基进行碱基互补配对;目的基因与质粒结合时黏性末端处也会发生碱基互补配对;目的
6、基因的表达需要经过转录和翻译两个过程,也进行碱基互补配对;重组DNA分子导入受体细胞应该仅限于导入过程,不发生碱基互补配对。答案:C9.根据改造蛋白质的部位多少,对蛋白质的改造可分为三类,下列叙述不正确的是()A.“大改”,设计并制造出自然界不存在的全新蛋白质B.“中改”,在蛋白质分子中替代一个肽段C.“小改”,改造蛋白质分子中的几个氨基酸残基D.“微改”,改造蛋白质分子中的某种原子解析:蛋白质工程根据蛋白质被改造部位的多少,可以将这些改造分为“大改”“中改”“小改”,没有“微改”。答案:D10.腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症是一种免疫缺陷病,对患者采用基因治疗的方法是:取出患者的淋巴细胞,
7、进行体外培养时转入正常ADA基因,再将这些淋巴细胞注入患者体内,使其免疫功能增强,能正常生活。下列有关叙述,不正确的是()A.正常ADA基因替换了患者的缺陷基因B.正常ADA基因通过控制ADA的合成来影响免疫功能C.淋巴细胞需在体外扩增后再注入患者体内D.腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症属于先天性免疫缺陷病解析:基因治疗是将正常的基因导入有基因缺陷的细胞中,正常的ADA基因可以控制合成正常的ADA来影响免疫功能;为获得大量含ADA正常基因的淋巴细胞,需在体外扩增后再注入患者体内;腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症是先天性免疫缺陷病。答案:A11.基因工程等生物高科技的广泛应用,引发了许多关于科技
8、与伦理的争论。有人欢呼,科学技术的发展将改变一切;有人惊呼,它将引发道德危机。对此,我们应持的正确态度是()摒弃现有的道德规范,推动科技发展发挥道德规范的作用,限制负面效应科技的发展必须以现有道德规范为准绳调整现有道德规范,适应科技发展A.B.C.D.答案:D12.下列有关培育转基因动物的相关叙述,正确的是()A.整个培育过程的设计和施工都是在细胞水平上进行的B.培育转基因动物所需的目的基因都是从供体细胞中直接分离得到的C.转基因动物的培育成功,表明科学家可打破物种界限,定向改造生物性状D.转基因动物与原动物相比,由于发生了基因突变而使其基因型发生了改变解析:转基因动物培育的转基因阶段是在分子
9、水平上进行的;获取目的基因的方法很多,如从cDNA文库获取,通过化学方法人工合成等;转基因动物的培育成功,表明科学家可打破物种界限,定向改造生物性状;转基因技术的原理是基因重组。答案:C13.猪的胰岛素用于降低人体血糖浓度效果不明显,原因是猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪胰岛素用于临床治疗糖尿病,用蛋白质工程设计蛋白质分子的最佳方案是()A.对猪胰岛素进行一个不同氨基酸的替换B.将猪胰岛素和人胰岛素进行拼接组成新的胰岛素C.将猪和人的胰岛素混合在一起治疗糖尿病D.根据人的胰岛素设计制造一种全新的胰岛素解析:由于猪胰岛素分子中只有一个氨基酸与人胰岛素不同,所以蛋白质工程中蛋白质的分
10、子设计,只需替换这一个不同的氨基酸即可。虽然根据人胰岛素分子的结构设计一种全新的胰岛素也可以用于临床治疗,但分子设计和胰岛素的生产方面都存在很多困难,所以不是最佳方案。答案:A14.下列关于转基因植物的叙述,正确的是()A.转入到油菜的抗除草剂基因,可能通过花粉传入环境中B.转入抗虫基因的植物,不会导致昆虫群体抗性基因频率增加C.动物的生长激素基因转入植物后不能表达D.如转基因植物的外源基因来源于自然界,则不存在安全性问题解析:抗除草剂基因导入油菜体内后可以通过花粉传入环境中;转入抗虫基因的植物可杀死无抗性昆虫,对昆虫的抗性具有选择作用,所以会导致昆虫群体抗性基因频率增加;转基因技术打破了生殖
11、隔离,动物的生长激素基因转入植物后可以表达;来源于自然界的基因导入植物体后,可能破坏原有的基因结构,具有不确定性,外源基因也可能通过花粉传播,使其他植物成为“超级植物”等,所以转基因技术存在着安全性问题。答案:A15.科学家在河南华溪蟹中找到了金属硫蛋白基因,并以农杆菌的质粒为载体,采用转基因方法培育出了对汞吸收能力极强的转基因烟草。下列有关该烟草培育的说法,错误的是()A.需用特定的限制性核酸内切酶切割烟草的核酸B.转基因烟草与原烟草之间一般不会出现生殖隔离C.通过农杆菌转入重组质粒的植物细胞是单个烟草细胞或原生质体D.金属硫蛋白基因的两端与作为载体的质粒至少存在着一段核苷酸序列相同的片段解
12、析:在基因工程中,限制性核酸内切酶主要用于切割目的基因及基因载体(如质粒),本题中目的基因是来自华溪蟹的金属硫蛋白基因,质粒来自农杆菌,该烟草是基因工程中的受体植物,不需用特定的限制性核酸内切酶切割烟草的核酸。答案:A16.基因工程产物可能存在着一些安全性问题,但不必担心。下列说法不正确的是()A.三倍体转基因鲤鱼与正常鲤鱼杂交,进而导致自然种群被淘汰B.载体标记基因(如抗生素基因)可能指导合成有利于抗性进化的产物C.目的基因如杀虫基因,本身编码的产物可能会对人体产生毒性D.目的基因通过花粉的散布转移到其他植物体内,造成基因污染解析:三倍体转基因鲤鱼一般不能产生正常的生殖细胞,无法与正常鲤鱼杂
13、交;目的基因通过载体导入受体细胞后,如果目的基因能表达,则标记基因也会表达,从而使受体生物产生有利于抗性进化的产物。答案:A17.上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法,使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高了30多倍,标志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。以下与此有关的叙述,正确的是()A.人白蛋白基因开始转录时,在DNA聚合酶的作用下以DNA分子的一条链为模板合成mRNAB.所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因C.人们只能在转基因牛的乳汁中获取到人白蛋白,是因为人白蛋白基因只在
14、转基因牛的乳腺细胞中是纯合的,在其他细胞中则是杂合的D.如果人白蛋白基因的序列是已知的,可以用化学方法合成该目的基因解析:人白蛋白基因开始转录时,在RNA聚合酶的作用下以DNA分子的一条链为模板合成mRNA;所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中的人白蛋白基因更多地进行转录、翻译,产生更多的人白蛋白;人们只能在转基因牛的乳汁中获取到人白蛋白,是因为人白蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中表达。答案:D18.下面是3种限制性核酸内切酶对DNA分子的识别序列和剪切位点图(箭头表示切点,切出的断面为黏性末端)。下列叙述错误的是()限制酶1:;限制酶2:;限制酶3:A.不同的限制酶有不同的识别序
15、列和切割位点,体现了酶的专一性B.限制酶2和限制酶3识别的序列都包含6个碱基对C.限制酶1和限制酶3剪出的黏性末端相同D.能够识别和切割RNA分子内一小段核苷酸序列的酶只有限制酶2解析:不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点,体现了酶具有专一性;限制酶2和限制酶3识别的序列分别是CCGCGG和GGATCC,均为6个碱基对;限制酶1和限制酶3剪出的黏性末端相同;三种限制酶均不能识别和切割RNA中核糖核苷酸序列。答案:D19.据统计,从20世纪90年代至今,全世界包括基因制药在内的生物技术药物的销售额以年均30%的速度增长,生物制药已成为21世纪的朝阳产业。下列有关说法不正确的是()A.我们可以利
16、用转基因工程技术使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”B.对于基因制药,我们应该科学地认识和评估,保障公众的知情权C.利用转基因技术还可以进行基因治疗,现在技术已经完全成熟D.由于转基因生物的安全问题,国家应建立相应的评估及预警机制解析:利用转基因工程技术可以使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”,如有人将抗胰蛋白酶基因转到羊体内生产抗胰蛋白酶;由于人们对基因药物持不同观点,所以应科学地认识和评估,保障公众的知情权;转基因技术可以进行基因治疗,但现在技术还不成熟。答案:C20.蓝藻拟核DNA上有控制叶绿素合成的chlL基因。某科学家通过构建该种生物缺失chlL基因的变异株细胞,以研究chl
17、L基因对叶绿素合成的控制,技术路线如下图所示,下列相关叙述错误的是()A.过程应使用不同的限制性核酸内切酶B.过程都要使用DNA连接酶C.终止密码子是基因表达载体的重要组成部分D.若操作成功,可用含红霉素的培养基筛选出该变异株解析:A项正确,限制性核酸内切酶有特异性,过程要切割的DNA序列不同,故应使用不同的限制性核酸内切酶;B项正确,DNA连接酶的作用是连接被切开的磷酸二酯键,使chlL基因、红霉素抗性基因与质粒结合;C项错误,基因表达载体由目的基因、启动子、终止子、标记基因组成,终止密码子是mRNA上密码子的一种,遇见终止密码子翻译结束;D项正确,变异株chlL基因被重组基因替换,重组基因
18、中有红霉素抗性基因,故可用含红霉素的培养基筛选出该变异株。答案:C二、非选择题(共50分)21.(16分)回答有关基因工程的问题。(1)构建基因工程表达载体时,用不同类型的限制酶切割DNA后,可能产生黏性末端,也可能产生末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接,则应选择能使二者产生(填“相同”或“不同”)黏性末端的限制酶。(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时,构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等,其中启动子的作用是。在用表达载体转化大肠杆菌时,常用处理大肠杆菌,以利于表达载体进入;为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA,可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交,该杂交技术称
19、为。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成,常用抗原抗体杂交技术。(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞,先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的中,然后用该农杆菌感染植物细胞,通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的上。解析:(1)用限制酶切割DNA后,可能产生黏性末端,也可能产生平口末端。目的基因和质粒被切割后若能直接进行连接,则应选择能使二者产生相同黏性末端的限制酶。(2)启动子的作用是识别RNA聚合酶特异性的结合位点,驱动基因转录出mRNA。基因工程中常用CaCl2处理大肠杆菌,以增大细胞壁的通透性,利于表达载体进入。用基因片段作探针与相应mRNA杂交的技术称为DNARNA分
20、子杂交技术。胰岛素基因的表达过程包括转录成相应mRNA和翻译成胰岛素两个步骤。(3)在农杆菌转化法中,应将目的基因先插入农杆菌Ti质粒的TDNA中,然后用该农杆菌感染植物细胞,通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的染色体上。答案:(1)平口相同(2)提供RNA聚合酶特异性识别结合位点,驱动基因转录出mRNACa2+DNARNA分子杂交技术胰岛素原(蛋白质)(3)TDNA染色体22.(10分)人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选,利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因大鼠模型的流程如下图所示。(1)图中的高血压相关基因作为,质粒作为,二者一般需用切割后连接成重组载体。(2)子
21、代大鼠如果和,即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达,然后可用其建立高血压转基因动物模型。解析:在基因工程中,一般用同一种限制酶切割目的基因和载体,然后用DNA连接酶连接成重组质粒,导入受体细胞后可以从分子水平和个体水平进行检测。答案:(1)目的基因载体同一种限制酶(2)检测到相应蛋白质出现高血压23.(14分)科学家对鼠源杂交瘤抗体进行改造,生产出效果更好的鼠人嵌合抗体,用于癌症治疗。下图表示形成鼠人嵌合抗体的过程,据图回答问题。(1)改造鼠源杂交瘤抗体,生产鼠人嵌合抗体,属于(生物工程)的范畴。(2)图示过程是根据预期的,设计,最终必须对进行操作,此操作中改变的是。(3
22、)经过改造的鼠人嵌合抗体,与鼠源杂交瘤抗体相比较,突出的优点是(从免疫角度考虑)。(4)上述过程中对科学家来说难度最大的是。解析:嵌合抗体是鼠抗体和人抗体两种蛋白质的组合体,属新型蛋白质。改造鼠源杂交瘤抗体,生产新型嵌合体,利用了蛋白质工程技术。蛋白质工程的一般过程:首先预期蛋白质的功能,然后设计蛋白质的结构,最终通过改造基因来改造蛋白质。答案:(1)蛋白质工程(2)嵌合抗体功能嵌合抗体的结构基因碱基对(3)对人体的不良反应减少(4)设计嵌合抗体的空间结构24.(10分)害虫损伤番茄的叶片后,组成叶片细胞的细胞壁能释放出一种类激素物质,这种物质可以扩散到番茄的其他部位,诱导细胞内蛋白酶抑制剂基
23、因表达,合成蛋白酶抑制剂,导致害虫不能消化食物而死亡。科学家利用转基因技术把番茄的蛋白酶抑制剂基因转移到玉米中,使玉米获得了与番茄相似的抗虫性状,有效抵御了玉米螟对玉米的危害。请结合上面的材料回答下列问题。(1)转移了番茄蛋白酶抑制剂基因的玉米合成番茄蛋白酶抑制剂的具体部位是,合成的化合物还需要在中加工才具有生物活性。(2)这种抗玉米螟玉米品种的培育技术属于技术,这种变异在生物学上称为。(3)在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草是否也会出现抗玉米螟性状?原因是什么?(4)抗玉米螟玉米具有显著的生态效应。你认为种植该玉米的农田是否还需要进行防虫管理?理由是什么?(5)有人对食用该玉米的安全性表示
24、担忧,你认为这种担忧有无道理?请简要说明理由。解析:(1)番茄蛋白酶抑制剂的本质为蛋白质,其合成部位为核糖体,但还需要在内质网、高尔基体中加工才具有生物活性。(2)由材料可获得信息,抗玉米螟玉米品种的培育运用的是转基因技术,这种技术的原理是基因重组。(3)(5)属于开放性试题,答案不唯一,只要有道理即可。(4)抗玉米螟玉米能抗玉米螟,但不一定能抵抗其他害虫,故种植抗玉米螟玉米的农田,仍需要进行防虫管理。答案:(1)核糖体内质网和高尔基体(2)转基因基因重组(3)(答案不唯一)不会;不同物种之间存在生殖隔离,玉米的花粉不能传递给杂草。(或会;蛋白酶抑制剂基因通过玉米的花粉传递给杂草,使杂草获得抗虫基因,从而表现出抗虫性状。)(4)需要;转基因玉米能够抵抗玉米螟,但不一定能抵抗其他玉米害虫。(5)(答案不唯一)有道理;这种玉米的子粒可能含有蛋白酶抑制剂,人食用后可能抑制人体蛋白酶的活性,影响人体健康。(或没有道理;人蛋白酶与玉米螟蛋白酶结构不同,玉米中的蛋白酶抑制剂对人体蛋白酶无影响。)